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最贵的竟然拉链:游泳运动员和海豹突击队衣服,谁的更牛一些?

 

军武次位面作者:杨树

里约奥运会的赛程已经过半,历来都是金牌大户的游泳比赛已经全部结束了,中国游泳队取得1金2银3铜的成绩,比起上届缩水不少。成绩不好,国内观众失望之余,大概只能拿 “洪荒之力”来调侃一下了。不过可能也正因为成绩不好,所以才有人把兴趣从金牌转向了其它方面,比如有人就发现了这么一个现象——

参加游泳比赛的选手似乎是全身光溜溜的“无毛”形象啊?

看到了吗?运动员们甚至连腋毛都刮掉了,据说他们在赛前要花一到两个小时来专门剃掉躯干上的毛发,为什么要这样干呢?当然是为了提高成绩嘛,因为没有毛发可以减小阻力(水生动物哪有长毛的),据说最高可提速2%——在0.1秒就能分出胜负的高手对决中,这点微小的优势也是要尽量争取的。

 

▲“鲨鱼皮”泳衣的用户只有职业运动员,产量很小,而且只能穿六到七次就不能再使用了,无论是制造成本还是使用成本都很高

说到这里可能有人会想起曾经的“鲨鱼皮”泳衣了,这种泳衣能把人紧紧地包起来,就好像裹了一层像鱼皮那样的皮肤,其效果比剃掉体毛还要好,据说可将职业运动员的成绩提高一秒左右。

1999年10月,国际泳联正式允许运动员穿“鲨鱼皮”参赛,2000年悉尼奥运会上,在“鲨鱼皮”的助力下,索普一举夺得3枚金牌,从此“鲨鱼皮”成为倍受运动员们青睐的高科技装备,身着“鲨鱼皮”的运动员也在此后掀起一波破纪录的狂潮。在北京奥运会上夺得8金的菲尔普斯这样形容“鲨鱼皮”:“穿上它跳进泳池,就像灼热的刀刃划过细腻的黄油”。那么这届奥运会上为什么没人用这种神器呢?因为国际泳联在2009年又将它禁掉了,理由是这种高科技泳衣违反了比赛不借助外力的本质,这样一来参加里约奥运会的选手们只好又开始剃毛了。

 

▲潜水服的历史最早可追溯到17世纪的意大利,比较接近于现代潜水服的装置是1855年法国人卡比罗尔发明的皮制潜水服(左上),但当时都需要用管子从岸上供气

 

▲轻装潜水的行头

运动员的鲨鱼皮泳衣只是为了提高成绩而采用的特殊装备,而现实中的潜水员和蛙人们也有自己的“鲨鱼皮”——潜水服。与用来夺奖牌的鲨鱼皮不同,潜水服主要起保护作用——使潜水员避免受到来自诸如礁石或动植物的伤害,除此之外还有一个重要的功能就是保温。

 

▲水母衣看上去跟鲨鱼皮差不多,不过没有那么多的高科技含量,实际上很便宜

潜水服大体上可分为水母衣、湿式潜水服、干式潜水服和常压潜水服几种。水母衣是最为常见的类型,可以看作是覆盖全身的游泳衣,用来防晒、防摩擦和防割伤,当然主要还是防水母蛰伤。漂亮的水母很有观赏性,但它其实是一种凶猛的肉食动物,细长的触手上全是刺细胞,其中充满了能分解掉蛋白质的毒液,一旦被蛰了可不是闹着玩的,尽管一两只水母的杀伤力不会很强,但刺痛、红肿和呼吸困难是难免的,如果被蛰得多了,或者遭遇毒性很强的家伙,比如著名的澳洲箱水母,甚至会丢了小命。

 

▲箱水母在海中呈透明状,难以发现,看上去挺漂亮,但奇毒无比,可在数分钟内要人命,潜水服是对付这种毒物的好办法

实际上也正是因为澳洲的水母毒性大,所以水母衣最早也是起源于澳洲。由于箱水母的毒名远扬,澳洲昆士兰的海上救生员们不得不想办法来保命,不过一开始他们用了个比较尴尬的装备——二手的女式连裤袜。薄薄一层织物足以防备水母,只是看上去很不搭调。一位名叫Tony Farmer的泳装设计师发现了这个商机,设计了一款莱卡面料的专用防水母泳衣供救生员们使用,从此那些小伙子们就不用再“男扮女装”了。

有些水上项目,例如帆船和冲浪的运动员也会使用水母衣,主要用来防晒。长衣长袖的水母衣还有一个好处是可以穿好去游泳,游完了上岸抖抖水直接回家,省了来回换衣服的麻烦。穿上水母衣可以游泳、自由潜或浮潜,但不能深潜(20米以上的深度)。由于深水处的温度较低,要往深处潜就得用上湿式潜水服和干式潜水服了。

 

▲湿式潜水服最为常见的专业潜水服,手套和靴子不是必须的,但一般还是要用上以防意外伤害

湿式潜水服由发泡橡胶材质制成,一般厚度从1.5mm到10mm以上,并不完全防水,渗入的冷水被潜水服隔绝,迅速被身体加热而不会再渗透出去,从而防止热量散失,简单来讲就是利用热传导性较差的水来保温。湿式潜水服相对比较便宜和简单,通常用在水温为10至25℃之间使用,一般由发泡氯丁橡胶制成。不过保温不是绝对的,潜水服中的“热水”还是有少量会逸出并被冷水替代,这一过程被称为“冲洗”(flushing)。

 

▲湿式潜水服合身与否是能不能保温的前提

对于湿式潜水服的使用者来讲,合身是温暖的关键。过于宽松会让潜水服内存水过多,要把这些水烘热也会使身体失温,但太紧又让人感觉不舒服,还会阻碍颈部的血液循环,严重时会导致头部供血不足,眼前发黑。因此,许多潜水员都选择量身定做而非直接使用成品,当然这也意味着价格更贵。湿式潜水服的缺点是皮肤需要接触水,如果水温过低,仍然会使潜水员失温,这时候就得用到干式潜水服了。

 

▲这种环境下,湿式潜水服也会把潜水员冻僵,这时必须得使用干式潜水服

干式潜水服通过颈部和手腕处的密封件来防水,通常在水温在−2和15°C之间时使用。干式潜水服相对比较宽松,通常由发泡氯丁橡胶材料和尼龙布制成,在颈部、手腕和脚踝处有密封件来防水,这样潜水服内部就是干的,可以在里面再套一层衣服,利用导热性能差的空气来阻止热量散失。

 

▲干式潜水服更加强调密封,所以颈部和手腕等处更长更紧

尼龙布和氯丁橡胶各有优缺点:尼龙布成本低,也更适应水的温度,可以根据不同的情况选择不同的服装穿在下面。然而,这样一来潜水服的体积就会变大,会导致阻力和体能消耗的增加。此外,如果尼龙布一旦密封失效或大量进水,几乎就失去了所有的保温性能。氯丁橡胶成本高,在某些情况下不允许在里面套穿服装,因此不太适应温度变化,但优点是即使完全充水,它也会成为一件湿式潜水服,仍然具有一定程度的保温性能。

 

▲不要小看拉链,因为长长的一链上任何一点都不能漏水,所以加工要求严格,成本高,是干式潜水服上最昂贵的部件之一

在有污水或危险化学品的环境下使用的特殊干式潜水服通常由强力橡胶制成,用密封的潜水头盔、靴子和干手套来避免接触有害物质。为了能更暖和,一些潜水员会把把潜水服充上氩气,这种气体比空气更具有优异的保温隔热性能。为了补充可能泄露的氩气,所以还要携带一个充满氩气的小圆筒。

 

▲热水潜水服是“漏”的,注意右边那位上岸的潜水员,他的潜水服正在往外冒水

在更加的寒冷状态下就要用到热水潜水服了,这种潜水服有一根“脐带”,就是一个足够保温的管连,热水从船上或岸上的加热器通过“脐带”泵送到潜水服内,流到四肢,胸部和背部,不过得戴上特制的靴子、手套和头罩。潜水员可以根据环境条件和工作量的变化,用腰部附近的阀门来控制热水的流量来改变温度。

热水潜水服通常也是由发泡橡胶制成,其外观和结构类似于湿式潜水服,但没有紧身设计,而且手腕和脚踝处都是开放的,以排出的用完的热水。由于这种方式是主动提供热量而非被动保温,所以可以让潜水员在冷水中工作的时间更长,不过主动供热需要更复杂的设备,也更强调高可靠性(要是热水突然中断,潜水员可受不了),成本显然也更高。

不管干式还是湿式潜水服,潜水员都会面临深水压力的问题,潜得太深,就不能上浮太快,否则会导致减压病,甚至有生命危险。如果需要数百米的潜深,就用到常压潜水服(one atmosphere suits或称“硬质潜水服”Hard Suit)。称之为“服”似乎已经不大合适了,因为这种潜水“服”更像是一个类似于盔甲,略具人形的小型单人潜水器,它能抵抗住一定的深水压力,可以用于长时间深潜而不需要减压,避免了大多数与深潜有关的生理危险,潜水员也不需要会游泳,但缺点是灵活性不足,显得比较笨重,人机工效往往也不太好。

 

▲水肺的发明者为法国人雅克•伊夫斯•库斯托(jacques yvescousteau)和埃米尔•加南(Émile Gagnan),牛逼的库斯托是法国的国宝级人物,他是军官、生态学家、电影制片人、作家……还是法兰西学院院士

潜水员除了潜水服外,还经常会用到“水肺”,也就是自携式水下呼吸装置(SCUBA)。在某些漫画和艺术作品中,水肺在二战时就投入使用了,但这是不对的,水肺的确发明于二战期间的1943年,但在当时除了水肺的发明者,法国海军军官库斯托和加南外,水肺还少为人知,而且也不尽完善。尽管有少量水肺被从德国占领下的法国偷运出来,但并没有在二战中用于实战的纪录。

▲闭环呼吸器 (Closed Circuit Rebreather,CCR),系统将呼出气体中的二氧化碳吸收,并重新注入氧气,再供应给潜水员,不产生气泡,冒泡的就是开放式,废气直接排到水中

在关于潜水或蛙人的一些影片或绘画中,背着呼吸装置的潜水员还站得笔直,而实际上一个呼吸装置可以重达20公斤或以上,会使重心后移,要想站稳就得向前弯腰。有些影视作品中的战斗蛙人和需要隐蔽的潜水员使用了开环式的水肺,其实真正的蛙人都使用不会产生气泡的闭环呼吸器,因为开环呼吸器的气泡流会暴露蛙人的位置,也就是说,只要看到冒泡泡的战斗蛙人,那一定是错误的。

 

▲依靠水肺,人可潜至40-50米深,埃及潜水员Ahmed Gabr创造了332.35米的世界纪录,为了不至于减压太快,在16名支援潜水员的帮助下,他用了15个小时才安全上浮,同为哺乳动物的鲸鱼就厉害多了,可以潜到2000米深

潜水员背后的气瓶中装着的,并非是常人想象的纯氧,而是人工制备的混合气体。潜水员面临的常见风险是减压病,空气中的氮气会在高压下更多地溶于血液中,如果压力迅速下降到常压会导致氮气大量析出,造成血液中充满气泡(参考打开瞬间的可乐罐),形成气体栓塞,严重时可致命。纯氧没有氮气,自然也不会析出,但又会产生氧中毒的问题,所以实际上采用了折中的方法——用更难溶于水的氦气部分或全部取代氮气,制成混合气体供潜水员使用,大大降低了减压病的风险。但氦气是稀有气体,比较昂贵,成本高,如果没有这个条件,仍然使用普通压缩空气的话,就得用缓慢上浮或进减压舱的办法了。

 

▲我军潜水装备

对于普通人来讲,到海边去休闲潜水当然是比较惬意的,但专业潜水员就不同了,他们面临的风险是比较大的,因此对人的要求很高——潜水员的选拔有一套特殊的医学标准和要求,牙齿的咬合度、高气压下心肺功能、咽鼓管通气功能、整体身体素质都要执行最高标准,参加饱和潜水实验的潜水员,筛选之严苛堪比航天员的选拔。

据报道,海军北海舰队某救捞中队平均每天要训练7个多小时,其中一半以上的时间在水下,在岸上也需要身穿密不透风的潜水服,胸挂铅块,脚蹬铜鞋,全身负重80多公斤,按重潜的标准在陆地上练行走,每周还要进行一次夜潜。水下作业往往更加辛苦(水下焊接、爆破、抢险、打捞……),要比在陆地上完成同样的工作要多消耗几倍甚至十几倍的体力,所以海军潜水员必须要练就强壮的身体。除此之外,还要有过硬的心理素质来应对诸如鲨鱼、缠绕、暗流等不可预测的水下危险(潜水员一般会随身携带潜水刀来应对突发情况)。

 

▲这样一身重装潜水服比一个成年人还要重,没有强大的体能寸步难行,图中为南海舰队某防救船大队,他们的训练量是每天负重跑五公里3次、负重杠铃下蹲100次、俯卧撑100个、仰卧起坐100次,在矿井水池游泳3小时

尽管现在的后勤保障和相关设备已经比较齐全,但在水下工作的潜水员们依然会有较大的致残甚至死亡的风险。在《北海舰队防救工作大事记》一书中,有如下记载:

1953年,在灵山岛外30余米深海底捞雷时,由于缺乏医疗设备,潜水员官建青患水下减压病、致使下肢瘫痪。

1964年,在葫芦岛近海打捞沉船时,潜水员周文斌清理水下障碍,因供气管被卡窒息而牺牲。

1972年,在黑龙江龙凤山水库排除闸门故障,潜水员严凤葵在水下探摸时,因迷失方向,被激流吸入闸门底部,无法援救而牺牲。

1974年,在打捞作业中潜水员李凤青因氮麻醉,从60米深的水下快速上浮到水面,因急性减压病牺牲。

……

潜水员跟飞行员一样,都是勇敢者的职业,他们的工作神秘而艰辛,还往往不为人所知,当我们在观赏奥运会的时候,在泳池中嬉戏的时候,在海边游玩的时候,不能忘记水下还有那些默默奉献的潜水员们。

《怒海潜将》

最后给大家推荐一部电影《怒海潜将》,讲的是美国海军历史上第一个黑人深海潜水员卡尔-布拉希尔的传奇故事。怎么从海底捞核弹。。。有兴趣的朋友不妨收看一下。

参考资料

人民网

新浪科技

新华网军事

潜海-观潮的博客

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